مهندسان پس از خروج از بریتانیا، ابزار فروسرخ میانی تلسکوپ فضایی جیمز وب را در مرکز پرواز فضایی گودارد ناسا «پذیرش» کردند.
تکنسین‌های پرواز JPL، جانی ملندز (راست) و جو مورا، خنک‌کننده MIRI را قبل از ارسال آن به نورثروپ گرومن در ساحل ردوندو، کالیفرنیا، بررسی می‌کنند. در آنجا، خنک‌کننده به بدنه تلسکوپ وب متصل می‌شود.
این بخش از ابزار MIRI، که در آزمایشگاه اپلتون در رادرفورد، انگلستان دیده می‌شود، حاوی آشکارسازهای مادون قرمز است. خنک‌کننده سرمایشی دور از آشکارساز قرار دارد، زیرا در دمای بالاتری کار می‌کند. لوله‌ای که هلیوم سرد را حمل می‌کند این دو بخش را به هم متصل می‌کند.
MIRI (سمت چپ) روی یک پرتو تعادل در نورث روپ گرومن در ساحل ردوندو نشسته است و مهندسان برای استفاده از جرثقیل سقفی برای اتصال آن به ماژول ابزار علمی یکپارچه (ISIM) آماده می شوند. ISIM هسته وب است، چهار ابزار علمی که تلسکوپ را در خود جای داده است.
قبل از اینکه ابزار MIRI - یکی از چهار ابزار علمی موجود در رصدخانه - بتواند کار کند، باید تا تقریباً سردترین دمایی که ماده می تواند به آن برسد، خنک شود.
تلسکوپ فضایی جیمز وب ناسا که قرار است در 24 دسامبر پرتاب شود، بزرگترین رصدخانه فضایی تاریخ است و وظیفه ای به همان اندازه دلهره آور دارد: جمع آوری نور فروسرخ از گوشه های دوردست کیهان، به دانشمندان اجازه می دهد تا ساختار و منشأ جهان را بررسی کنند. جهان ما و مکان ما در آن.
بسیاری از اجرام کیهانی - از جمله ستارگان و سیارات، و گاز و غباری که از آنها تشکیل می‌شوند - نور مادون قرمز ساطع می‌کنند که گاهی اوقات تشعشعات حرارتی نامیده می‌شود. اما بیشتر اجسام گرم دیگر مانند توستر، انسان و وسایل الکترونیکی نیز همینطور هستند. این بدان معناست که چهار ابزار مادون قرمز وب می‌توانند نور فروسرخ خود را تشخیص دهند. برای کاهش این تشعشعات، دستگاه باید بسیار سرد باشد. 233 درجه سانتیگراد). اما برای عملکرد صحیح، آشکارسازهای داخل ابزار مادون قرمز میانی یا MIRI باید سردتر شوند: زیر 7 کلوین (منهای 448 درجه فارنهایت یا منفی 266 درجه سانتیگراد).
این فقط چند درجه بالاتر از صفر مطلق (0 کلوین) است - سردترین دما از نظر تئوری ممکن است، اگرچه هرگز از نظر فیزیکی قابل دسترسی نیست زیرا نشان دهنده عدم وجود گرما است. (اما MIRI سردترین ابزار تصویربرداری در فضا نیست.)
دما اساساً معیاری برای سنجش سرعت حرکت اتم‌ها است و آشکارسازهای Webb علاوه بر تشخیص نور فروسرخ خود، می‌توانند توسط ارتعاشات حرارتی خود فعال شوند. MIRI نور را در محدوده انرژی پایین‌تری نسبت به سه ابزار دیگر تشخیص می‌دهد. در نتیجه، آشکارسازهای آن نسبت به ارتعاشات حرارتی حساس‌تر هستند.
پس از پرتاب، وب یک گیره به اندازه یک زمین تنیس را مستقر می کند که MIRI و سایر ابزارها را در برابر گرمای خورشید محافظت می کند و به آنها اجازه می دهد به طور غیرفعال خنک شوند. با شروع حدود 77 روز پس از پرتاب، سرمای خنک کننده MIRI 19 روز طول می کشد تا دمای آشکارسازهای ابزار را به زیر 7 کلوین کاهش دهد.
کنستانتین پنانن، کارشناس سرمایشی در آزمایشگاه پیشرانش جت ناسا در کالیفرنیای جنوبی، می‌گوید: «سرد کردن چیزها تا آن درجه حرارت روی زمین، اغلب برای کاربردهای علمی یا صنعتی، نسبتاً آسان است.، که ابزار MIRI را برای ناسا مدیریت می کند.» اما این سیستم های مبتنی بر زمین بسیار حجیم و انرژی ناکارآمد هستند.برای یک رصدخانه فضایی، ما به خنک‌کننده‌ای نیاز داریم که از نظر فیزیکی فشرده، کم مصرف باشد و باید بسیار قابل اعتماد باشد، زیرا نمی‌توانیم بیرون برویم و آن را تعمیر کنیم.بنابراین اینها چالش هایی است که ما با آن روبرو هستیم.از این نظر، من می‌توانم بگویم که خنک‌کننده‌های MIRI قطعاً در خط مقدم هستند.»
یکی از اهداف علمی وب مطالعه ویژگی‌های اولین ستاره‌هایی است که در کیهان شکل گرفته‌اند. دوربین مادون قرمز نزدیک یا ابزار NIRCam Web می‌تواند این اجرام بسیار دور را تشخیص دهد و MIRI به دانشمندان کمک می‌کند تا تأیید کنند که این منابع ضعیف نور، خوشه‌هایی از ستارگان نسل اول هستند، نه ستارگان نسل دوم که در ستارگان agal شکل گرفته‌اند.
MIRI با نگاه کردن به ابرهای غباری که ضخیم‌تر از ابزارهای نزدیک به فروسرخ هستند، زادگاه ستارگان را نشان می‌دهد. همچنین مولکول‌هایی را که معمولاً روی زمین یافت می‌شوند - مانند آب، دی اکسید کربن و متان، و همچنین مولکول‌های کانی‌های سنگی مانند سیلیکات‌ها - در محیط‌های خنک اطراف ستارگان نزدیک، جایی که این سیارات داغ‌تر از سیاره‌ها هستند را شناسایی می‌کند. محیط ها، در حالی که MIRI می تواند آنها را به صورت یخ ببیند.
جیلیان رایت، یکی از رهبران تیم علمی MIRI و محقق اصلی اروپا برای این ابزار در UK Astronom Technology در بریتانیا گفت: «با ترکیب تخصص ایالات متحده و اروپا، ما MIRI را به عنوان قدرت وب توسعه داده‌ایم که اخترشناسان سراسر جهان را قادر می‌سازد تا به سؤالات بزرگ در مورد چگونگی شکل‌گیری و تکامل ستارگان، سیارات و کهکشان‌ها پاسخ دهند.»
کرایوکولر MIRI از گاز هلیوم - به اندازه کافی برای پر کردن حدود 9 بالون - برای انتقال گرما از آشکارسازهای ابزار استفاده می کند. دو کمپرسور الکتریکی هلیوم را از طریق لوله ای که تا جایی که آشکارساز قرار دارد، پمپ می کنند.هلیوم خنک شده گرمای اضافی را از بلوک جذب می کند و دمای کارکرد آشکارساز را زیر 7 کلوین نگه می دارد. گاز گرم شده (اما هنوز سرد) سپس به کمپرسور باز می گردد، جایی که گرمای اضافی را دفع می کند و چرخه دوباره شروع می شود. اساساً، سیستم مشابه سیستمی است که در یخچال های خانگی و تهویه مطبوع استفاده می شود.
لوله‌هایی که هلیوم را حمل می‌کنند از فولاد ضد زنگ با روکش طلا ساخته شده‌اند و قطر آنها کمتر از یک دهم اینچ (2.5 میلی‌متر) است. از کمپرسور D واقع در ناحیه اتوبوس فضاپیما تا آشکارساز MIRI در عنصر تلسکوپ نوری واقع در پشت رصدخانه قابل اتصال به رصدخانه a. هنگامی که برای پرتاب بسته بندی می شود، DTA کمی شبیه یک پیستون فشرده می شود تا به نصب رصدخانه ذخیره شده در حفاظ بالای موشک کمک کند. هنگامی که در فضا قرار گرفت، برج گسترش می یابد تا اتوبوس فضاپیما با دمای اتاق را از ابزار تلسکوپ نوری خنک تر جدا کند و به سایه بان و تلسکوپ اجازه می دهد تا به طور کامل مستقر شوند.
این انیمیشن اجرای ایده آل استقرار تلسکوپ فضایی جیمز وب را ساعت ها و روزها پس از پرتاب نشان می دهد. گسترش مجموعه برج مرکزی قابل استقرار فاصله بین دو قسمت MIRI را افزایش می دهد. آنها توسط لوله های مارپیچ با هلیوم خنک شده به هم متصل می شوند.
اما فرآیند طویل شدن مستلزم آن است که لوله هلیوم با مجموعه برج قابل انبساط کشیده شود. بنابراین لوله مانند یک فنر سیم پیچ می شود، به همین دلیل است که مهندسان MIRI به این بخش از لوله "Slinky" لقب دادند.
آنالین اشنایدر، مدیر برنامه JPL MIRI، گفت: «چالش‌هایی در کار بر روی سیستمی وجود دارد که مناطق متعددی از رصدخانه را پوشش می‌دهد.این مناطق مختلف توسط سازمان ها یا مراکز مختلف، از جمله نورثروپ گرومن و مرکز پرواز فضایی گودارد ناسا در ایالات متحده هدایت می شوند، ما باید با همه صحبت کنیم.هیچ سخت افزار دیگری در تلسکوپ وجود ندارد که نیاز به انجام این کار داشته باشد، بنابراین این یک چالش منحصر به فرد برای MIRI است.قطعاً این یک صف طولانی برای جاده خنک‌کننده‌های سرمایشی MIRI بوده است و ما آماده دیدن آن در فضا هستیم.»
تلسکوپ فضایی جیمز وب در سال 2021 به عنوان برترین رصدخانه علوم فضایی جهان پرتاب خواهد شد. وب اسرار منظومه شمسی ما را کشف خواهد کرد، به دنیاهای دوردست اطراف ستاره‌های دیگر نگاه می‌کند و ساختارها و منشأ اسرارآمیز جهان و مکان ما را بررسی می‌کند.
MIRI از طریق مشارکت 50-50 بین ناسا و ESA (آژانس فضایی اروپا) توسعه یافته است. JPL رهبری تلاش ایالات متحده برای MIRI را بر عهده دارد و کنسرسیوم چند ملیتی از مؤسسات نجومی اروپایی به ESA کمک می کند.
آلیستر گلس از ATC، بریتانیا، دانشمند ابزار MIRI و مایکل رسلر، دانشمند پروژه ایالات متحده در JPL است. لازلو تاماس از ATC بریتانیا مسئول اتحادیه اروپا است. توسعه خنک کننده سرمایشی MIRI توسط JPL با همکاری ناسا در Goddard Space Flight، North California، و مرکز پرواز فضایی Redbeltman، کالیفرنیا هدایت و مدیریت شد.